安科瑞能效管理系統在安徽金禾化工的應用

分類：技術教程日期：2015-01-20 10:22:05 來源：江蘇安科瑞電器制造有限公司

摘要

介紹安科瑞能效管理系統，采用智能電力儀表采集35KV配電現場的各種電參量。系統采用現場就地組網的方式，組網后通過現場總線通訊遠傳至監控后臺，通過能效管理系統實現對變電所配電回路用電的實時監控、分析及管理。
概述

安徽金禾化工有限責任公司建成投產于1975年，當時合成氨僅為年產3000噸，經過多年不斷改造，現已發展成為年產10萬噸合成氨，10萬噸尿素，6萬噸碳酸氫銨，2萬噸甲醇，5萬噸甲醛，5萬噸復混肥，500噸香精香料的綜合性化工企業。企業占地面積15萬平方米，總資產1.6億元,1080名員工。

該工廠主要有1路35KV進線、6路直變（35KV/6.3KV）、6路直變（35KV/0.4KV）及若干0.4KV饋線回路。

1客戶需求

公司每年在用電方面的投入成本比較大，主要對用電質量和用電明細均不明確，對用電管理人員造成了很多困惑，根據其實際情況提出以下需求：

由于工廠對斷電時間限制比較嚴格，本次改造主要針對35KV變電所主變和直變回路，0.4KV回路數比較多，后續再陸續改造。
主變和直變的電流越限時無法實時被管理人員得知，安全用電存在隱患，系統需能實現短信告警功能。
35KV出線回路均是指針電度表，靠人工定期抄表，無法統計每時每刻的具體用電量。
沒有監測35KV每個出線回路的功率因數，當進線回路功率因數比較低時，無法進行排查，往往會接到供電局的罰單，新增表計需具有功率因數測量功能。
該工廠工人為3個班組，人工抄表無法精確到具體每個班組的用電量，無法真正實現內部績效考核。
需實時監測主變和直變的實時電流、電壓、功率及能耗波動情況。
能夠查看具體某個回路或幾個回路每天的用電量，并可進行對比，形成餅圖、棒圖的形式。
每個主變和直變均可查看當日能耗、昨日能耗及同期能耗值。
可人工設置時間段，進行峰、平、谷能耗統計。
系統可實現同比、環比分析功能。
系統可遠程訪問，使管理人員隨時可查看工程系統用電回路工作狀態。

根據用戶需求，需要對安徽金禾化工35KV變電所進行改造并建立能效管理系統（主要是數據的實時監控及能耗數據處理分析），在35KV隔壁的值班室內設置監控平臺，對改造后的回路實時監測、統計、分析，以保證用電的安全、可靠和高效。

安科瑞能效管理系統，充分利用了現代電子技術、計算機技術、網絡技術和現場總線技術的最新發展，對變配電系統進行分散數據采集和集中監控管理。對配電系統的二次設備進行組網，通過計算機和通訊網絡，將分散的配電所的現場設備連接為一個有機的整體，實現電網運行的遠程監控、集中管理及能效分析。

2 系統結構描述

本監控系統采用分層分布式結構，即站控層，通訊層與間隔層；如圖（1）所示：

圖（1）能效管理系統網絡拓撲圖

間隔設備層主要為：智能電度表、開關量、模擬量采集模塊和框架斷路器等。這些裝置分別對應相應的一次設備安裝在電氣柜內，這些裝置均采用RS485通訊接口，通過現場MODBUS總線組網通訊，實現數據現場采集。

網絡通訊層主要為：通訊服務器，其主要功能為把分散在現場采集裝置集中采集，同時遠傳至站控層，完成現場層和站控層之間的數據交互。

站控管理層：設有高性能工業計算機、顯示器、UPS電源、打印機、短信報警模塊、報警蜂鳴器等設備。監控系統安裝在計算機上，集中采集顯示現場設備運行狀況，以人機交互的形式顯示給用戶。

改造后增設的智能電度表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協議，RS485采用屏蔽線傳輸，一般都采用二根連線，接線簡單方便；通訊接口是半雙工通信即通信的雙方都可以接收、發送數據但是在同一時刻只能發送或接收數據，數據最高傳輸速率為10Mbps。

RS485接口是采用平衡驅動器和差分接收器的組合，抗噪聲干擾能力增強，總線上允許連接多達32個設備，最大傳輸距離為1.2km。

3 能效管理系統主要功能

3.1 數據采集與處理

數據采集是配電監控的基礎，數據采集主要由底層多功能網絡儀表采集完成，實現遠程數據的本地實時顯示。需要完成采集的信號包括：三相電壓U、三相電流I、頻率Hz、功率P、功率因數COSφ、電度Epi、遠程設備運行狀態等數據。

數據處理主要是把按要求采集到的電參量實時準確的顯示給用戶，達到配電監控的自動化化和智能化要求，同時把采集到的數據存入數據庫供用戶查詢。

3.2 人機交互

系統提供簡單、易用、良好的用戶使用界面。采用全中文界面，CAD圖形顯示低壓配電系統電氣一次主接線圖，顯示配電系統設備狀態及相應實時運行參數，畫面定時輪巡切換；畫面實時動態刷新；模擬量顯示；開關量顯示；連續記錄顯示等。

3.3 歷時事件

歷時事件查看界面主要為用戶查看曾經發生過的故障記錄、信號記錄、操作記錄、越限記錄提供方便友好的人機交互，通過歷史事件查看平臺，您可以根據自己的要求和查詢條件方便定位您所要查看的歷史事件，為您把握整個系統的運行情況提供了良好的軟件支持。

3.4 數據庫建立與查詢

主要完成遙測量和遙信量定時采集，并且建立數據庫，定期生成報表，以供用戶查詢打印。

3.5 用戶權限管理

針對不同級別的用戶，設置不同的權限組，防止因人為誤操作給生產，生活帶來的損失，實現配電系統的安全，可靠運行?？梢酝ㄟ^用戶管理進行用戶登錄、用戶注銷、修改密碼、添加刪除等操作，方便用戶對賬號和權限的修改。

3.6 運行負荷曲線

負荷趨勢曲線功能主要負責定時重要回路電流和功率負荷參量，自動生成運行負荷趨勢曲線的，方便用戶及時了解設備的運行負荷狀況。點擊畫面相應按鈕或菜單項可以完成相應功能的切換；可以查看實時趨勢曲線或歷史趨勢線；對所選曲線可以進行平移、縮放、量程變換等操作，幫助用戶進線趨勢分析和故障追憶，為分析整個系統的運行狀況提供了直觀而方便的軟件支持。

3.7 遠程報表查詢

報表管理程序的主要功能是根據用戶的需要設計報表樣式，把系統中處理的數據經過篩選、組合和統計生成用戶需要的報表數據。本程序還可以根據用戶的需要對報表文件采用定時保存、打印或者召喚保存、打印模式。同時本程序還向用戶提供了對生成的報表文件管理功能。

報表具有自由設置查詢時間實現日、月、年的電能統計，數據導出和報表打印等功能。

3.8 系統能耗分析功能

可實現對能耗系統同比、環比分析；根據自定義時間段查詢峰、平、谷電度值；根據班組能耗可核算某個班組的能效比。

4 案例分析

本監控系統主要實現安徽金禾化工35KV變電所實時監測、分析及管理，監控范圍如下：

1路35KV進線、6路直變（35KV/6.3KV）、6路直變（35KV/0.4KV）。

安科瑞電氣股份有限公司為其選用DTSD1352-CF的多功能電度表，互感器采用高壓柜原有互感器進行項目改造。

DTSD1352-CF尺寸及詳細參數：

功能	功能說明	DTSD1352
電能計量	有功電能計量（正、反向）	■
	無功電能計量（正、反向）	■
	A、B、C分相正向有功電能	■
電量測量	U、I	■
電量測量	P、Q、S、PF、F	■
LCD顯示	8位段式LCD顯示	■
按鍵編程	4按鍵可編程通信、變比等參數	■
脈沖輸出	有功脈沖輸出、時鐘脈沖輸出	■
脈沖輸出	無功脈沖輸出	□（與時鐘復用）
LED報警	失壓及數據效驗失敗報警	■
復費率及附帶功能	支持4個時區、2個時段表、8個日時段、4個費率	■
	四種最大需量及發生時間	□
	上12月歷史凍結數據	□
	日期、時間	□
通訊	RS485接口，同時支持Modbus、DL/T645-07、DL/T645-97	□